分子生物学第九章 RNA转录后的剪接与加工ppt课件.ppt

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1、第九章RNA转录后的剪接与加工在细胞内，由RNA聚合酶合成的原初转录物（primarytranscript）往往需要经过一系列的变化，包括链的裂解、5‘-端于3’-端的切除和特殊结构的形成、碱基的修饰和糖苷键的改变、以及拼接（splicing）等过程，才能转变成成熟的RNA分子。此过程称为RNA的成熟，或称为转录后加工（post–transcriptionalprocessing）。原核生物的mRNA一经转录通常立即进行翻译，除少数例外，一般不经过转录后加工，但tRNA和rRNA却都要经过一系列加工才能成为由活性的分子。真核生物由于具有细胞核结构，转录与翻译在时间上和空间上都被分隔开来，其mR

2、NA的加工极为复杂。转录后的加工（posttranscriptionalmodification）（1）减少部分片段：如切除5′端前导序列，3′端拖尾序列和中部的内含子；（2）增加部分片段：5′加帽，3′加poly(A),归巢和通过编辑加入一些碱基；（3）修饰：对某些碱基进行甲基化等。原核生物RNA的转录后加工一.原核的tRNA和rRNA的加工参与蛋白质合成的tRNA和rRNA都不是最初的转录产物(1)它们的5′端都是单磷酸，而原始的转录产物5′应是三磷酸；(2)分子比初始转录物小；(3)tRNA含有特殊的碱基，这些碱基只有通过一些化学修饰才可以得到。（1）rRNA前体的加工：原核生物的rRN

3、A都是从较长的前体生成的，这种前体也称为”前核糖体RNA“。原核生物的16S和23S的rRNA是从分子量约为200万的30SrRNA前体产生的。30SrRNA前体先在特定碱基处甲基化，然后断裂产生17S和25SrRNA中间产物。再经过核酸酶的作用除去一些核苷酸残基，才生成原核生物特有的16S和23SrRNA。5SrRNA是从30SrRNA前体的3‘端分离的。表13-1E.coli中含有的小分子核酸酶酶基因底物功能RNasePrnpAtRNA5′端内切RnaseOrnpBRnaseBN?tRNA3′端外切RnaseDrndtRNA3′端外切RnaseT?tRNA3′CCA外切RnaseⅢrncr

4、RNA和mRNA内切RnaseR?rRNA和mRNA外切RnaseErne5SrRNA内切RnaseⅠrna大部分RNA内切RnaseⅡrnbRNA外切多核苷酸磷酸化酶pnpRNA外切RnaseHrnhRNA-DNA杂合链内切《GENES》IV，1990.B.Lewin,Table14.2tRNA的加工tRNA的加工分成3个阶段（1）“斩头”，形成5′末端；（2）去尾，形成3′-OH末端。缺-CCA的tRNA要用tRNA核酸转移酶加-CCA。（3）修饰：通过甲基化酶，硫醇酶，假尿嘧啶核苷化酶等进行修饰，如氨基酸臂的4-硫尿苷（4tu），D臂的2-甲基鸟苷（2mG），TψC臂的假尿苷（ψ）和反密

5、码子环上的2-异戊腺苷（2ipA)真核tRNA内含子的特点：①位置相同，都在反密码子环的下游；②不同tRNA的内含子长度和序列各异；③外显子和内含子交界处无保守序列；④内含子的剪切是依靠RNase异体催化；⑤内含子和反密码子配对形成茎环。有何意义？二真核的tRNA和rRNA的加工真核tRNA的基因和原核不同：(1)真核的前体分子tRNA是单顺反子，但成簇排列，基因间有间隔区；(2)真核tRNA基因一般都比原核tRNA基因多得多，如酵母约有400个tRNA基因；(3)5′端单磷酸核苷酸，表明已被加工过；(4)tRNA的前体分子中含有内含子。真核tRNA内含子切除的特点：(1)没有交界序列，也没有

6、内部引导序列；(2)剪切反应的信号是二级结构，而不是一级结构；(3)是依赖于蛋白质性的RNase，而不是核糖拟酶或snRNP；(4)反应的本质不是转酯反应。酵母tRNA前体内含子3’和5’端的剪切是由内切酶的不同亚基催化的。亚Sen34,Sen15剪切3’端，Sen54可能通过量度成熟结构的距离来决定5’端剪切位点的位置。真核tRNA的加工和原核的区别(1)真核tRNA前体中无二聚体和多聚体；(2)增加了剪接内含子的过程；(3)都要加CCA。真核细胞中rRNA的加工途径(1)切除5′端的前导序列；(2)从41S的中间产物中先切下18S的片段。Hela细胞的切点在18S和5.8S之间的ITS（内

7、部转录间隔序列）；L细胞的切点在18S序列和ITS的交界处，称为先成熟。(3)部分退火，形成发夹结构；(4)最后修正。前体mRNA的加工mRNA前体分子的加工主要是真核mRNA，原核的mRNA一般不经过加工。真核mRNA的加工一般要经过四步：(1)5′加帽；(2)3′加尾；(3)切除内含子；(4)修饰：对某些碱基进行甲基化。原核生物mRNA的加工真核mRNA前体的加工(一)核内不均一RNA（het